K0≠1时基础软弱下卧层临界埋深的讨论

通过数学理论推导,给出了考虑静止土压力系数K0≠1时的条形基础的地基临界荷载P1/4,并与国标《建筑地基基础设计规范》(GB50007—2011)中相应公式(5.2.5条)进行了对比分析,认为国标公式过高估计了地基承载力,而本文公式相对较合理。当基础受力层范围内存在软弱下卧层时,国标中"5.2.7"条给出了软弱下卧层承载力验算公式,但未说明软弱下卧层埋深超过多少时可不考虑软弱下卧层影响,采用已推导的地基承载力公式,通过无量纲化推导计算,给出了软弱下卧层相对临界埋深(Hcr/b)与基础相对埋深(d/b)之间的关系式。最后通过实例计算,得出了不同基础宽度、不同软弱下卧层抗剪强度指标下的相对临界埋深(Hcr/b)关系曲线,认为软弱层抗剪强度指标越大、上层土内摩擦角越大,则软弱下卧层相对临界埋深Hcr就越小,其不利影响就越小。     

西朱庄生态蓄水工程地基液化处理方法

地震作用下的砂壤土液化是河道建筑物地基失效的主要形式,在水闸基础遇到砂壤土场地时,对液化地基采取合理的抗液化处理措施是必要的。针对地基承载力的不足和沉降变形的不适应性,根据地基实际地质情况、建筑物结构特点、施工条件及运用要求,文章对换填法、强夯法、围封法、振冲碎石桩等处理液化地基的常用方法进行了分析比选,确定西朱庄生态蓄水工程地基液化处理采用振冲碎石桩。     

不同埋深下盾构隧道施工引起的地层变形试验

隧道施工诱发的地层沉降会影响地上建筑设施的安全,为了研究不同埋深隧道盾构施工影响下砂土地层的变形规律,设计了由模型架和非接触监测系统组成的模型试验系统。利用该系统,以干砂为填料,通过使隧道产生沉降来模拟施工影响下的地层损失,进而得出不同埋深情况下地层的变形规律。试验结果表明：(1)随着隧道埋深的增大,地层内部产生“土拱效应”,地表最大沉降值逐渐减小,地表沉降模式由“窄而深”演化为“宽而浅”,但地层受扰动范围自隧道中轴线向两侧逐渐扩大;(2)不同埋深情况下,地表和地层内部的沉降曲线均符合高斯分布函数。地表沉降槽宽度系数随隧道埋深的增大而增大,深层土体沉降槽宽度系数随地层深度增加而减小;(3)不仅对于黏土,在砂土中深层土体沉降槽宽度系数i_z与地表沉降槽宽度系数i_s之比i_z/i_s同该土层深度h_z与隧道埋深h的关系(1-h_z/h)之间同样呈线性关系。因此,在浅埋的砂性及黏土地层中根据地表沉降规律即可得出地层内部沉降规律,从而为隧道的施工和支护结构的设计提供参考和指...     

珊瑚砂砾互层地基承载特性模型试验研究

岛礁在吹填过程中会形成珊瑚砂与珊瑚砾石相互交替的层状地基。为研究珊瑚砂砾交互地层地基的承载特性，通过室内模型试验，开展了纯砂、纯砾均质地基以及不同层厚比例砂砾互层地基的承载特性研究。试验结果表明：纯砂地基的承载力和变形模量随相对密实度的增大而增大，且密实地基的承载力明显高于中等密实地基；相同相对密实度下，纯砾地基的承载力和变形模量是纯砂地基的2倍以上；上砾下砂地基的承载力随砾层厚度的增大而增加，砾层具有一定的应力扩散作用，厚度越大，应力扩散越明显；上砂下砾地基的承载力随砾层埋深的减小而增大，地基下卧砾石层能使地基内一定深度处应力集中程度减弱，埋深越浅，减弱程度越大。试验结果对于确定砂砾互层地基的天然承载力及持力层选择具有重要意义。     

滨海区软弱地基处理设计

软弱地基一般具有含水量高、压缩性大、地基承载力低等问题。沿海吹填地区在高地下水位的情况下,饱和粉砂及砂壤土排水困难,不利于土体固结。曹妃甸工业园区为吹填造地形成,结合曹妃甸工业区某蓄水池的工程实例,介绍吹填地区软弱地基处理设计,通过多方案对比,最终选用沉管震冲排水、强夯固结、沉模板墙隔水等组合工艺对地基进行处理,效果良好。     

昆明滇池超软弱地基的振冲加固

昆明滇池水域分隔工程座落在第四系湖相沉积层上，基础之下的淤泥、淤泥质粘土、粉土有泥炭土呈互层，系超软弱不良地基。初步勘探查明其深度大于３０ｍ，。因此，建筑物的才安全稳定的关键是软处理技术问题，现采用３０ｋＷ振冲器进行深２０ｍ的振冲碎石桩大面积加固超软弱地基。滇基经振冲处理后，增强了围堰基坑的稳定性，消除了８度地震时的液化提高了地基的承载力，满足了设计要求，表明该地基采用振冲碎石桩加固处理是成功的。     

振冲碎石桩在小坡排水站地基设计中的应用

一、概况 朝邑内滩排灌工程小坡排水站设计流量为2.05)米~3/秒,采用4台混流泵,厂房跨度6米,长度25.6米。该站地基下伏饱和细砂层,其地层岩性自上而下依次为:第四纪砂壤土厚1.5米,细砂层厚7米,地下水埋深约2米。表层地基承载力80千帕,其下壤土承载力120千帕。饱和细砂标准贯入击数N_(63.5)=4.5击。站址地震烈度为8度。在地震荷载作用下易液化,危及厂房安全。针对这种情况,我们在设计中采用便于施工、造价低、进度快的振冲碎石桩基础较好地解决了该站的地基处理问题。 二、振冲碎石桩对饱和细砂的加固机理     

饱和粉质黏土振动液化影响因素分析

液化是地震灾害的首要原因之一,地震引起的地基失事约有50%是液化造成的。为了解饱和粉质黏土的液化影响因素及关系,文章结合某公路工程对试样进行不同频率、振幅、干密度情形下的动三轴试验,结果表明孔隙水压力的上升符合快速增长、稳定增长、结构破坏、液化四个阶段,干密度越大,频率越高,振幅越小,土体越不易液化。     

某引水渠地基液化防治措施及边坡稳定分析

针对某引水渠吹填土地基由于地震液化、地基承载力较低而不能直接使用等问题,在满足地基土抗液化稳定性的前提下,结合原位测试资料,利用该地基土体的液化安全系数和日本技术标准确定了砂桩置换率。随后通过复合地基方法确定相关稳定计算参数,并采用极限平衡方法分析了挤密砂桩和振冲碎石桩进行地基处理时引水渠边坡的稳定性。通过对不同加固方案的比选,提出了合理的地基处理措施和方案。     

太仓港堤基稳定性计算与处理方案

太仓港区围滩吹填工程地基土属于高压缩型、高含水量、低弹模、低强度、易液化土,很容易发生滑动破坏、不均匀沉降等工程地质问题.文章通过对吹填砂地基土体压缩性、渗透性及强度等工程特性的研究,提出了工程堤基的处理方案.     

超固结因素影响下桩柱结构地震响应

地震荷载作用下饱和地基的循环加载响应以及动力液化问题成为地震工程研究中的重要课题。为更好研究饱和地基在考虑超固结因素下的影响及其在循环加载下的演化规律, 在下负荷面剑桥模型理论框架下分别通过排水和非排水三轴压缩试验对循环加载下土体的加载响应进行数值模拟研究。在以上研究基础上, 基于ADINA81平台开发负荷面剑桥模型本构关系模块, 建立两相饱和地基下的桩-土耦合体系的动力非线性有限元数值模型, 对不同模型下桩柱结构的地震响应进行了数值模拟对比研究。研究发现在下负荷面剑桥模型下结构的动力响应数值模拟结果介于弹性模型与经典剑桥模型之间, 考虑超固结因素影响后, 地基表现出更好的抗液化特性与更高的承载能力, 能改善结构的动力响应与受力状况。     

土工抗震60年研究进展与展望

本文论述了土工抗震学科的创立、发展和创新历程,并对汶川地震后土工抗震研究的新进展和主要成果进行了论述和总结,在此基础上对土工抗震学科今后的研究重点进行了展望。自汪闻韶院士1958年在中国水利水电科学研究院创立我国第一个土动力学试验室、开创我国土动力学和土工抗震学科以来,土工抗震学科在土体动力特性测试技术、土的液化机理及判别方法、土工振动台动力模型试验、土体真非线性动力本构模型、土石坝及地基抗震安全评价方法、室内外试验联合确定土体动力特性参数、土石坝及地基抗震设计理论(思想)和原则等方面取得了创新性和开创性的进展,奠定了我国土动力学和土工抗震研究的理论基础和领先地位。2008年汶川地震后,围绕高土石坝抗震的新需求,在高土石坝极限抗震能力分析方法、高土石坝地震破坏模式、高土石坝抗震减灾工程措施等方面取得了一系列新进展,逐步建立了室内试验和现场试验相结合、原型震害-数值模拟-物理模拟相结合、变形分析和稳定分析相结合、整体稳定分析和局部稳定分析相结合的高土石坝抗震安全评价体系。未来迫切需要开展复杂深厚覆盖层上高土石坝抗震关键技术,特高土石坝地震灾变行为与安全控制,基于性能的高土石坝抗震安全评价及灾害控制,水库大坝抗震监测预警、应急处置等方面的研究。     

液化场地堤坝地震响应动态土工离心试验及模拟

基于动态土工离心机试验和多重剪切机构模型的有效应力分析方法,研究了不同地震强度下,液化场地堤坝的地震响应和大变形特征。动态土工离心机试验的液化场地模型,由相对密度为30%的饱和砂土构成,输入正弦波峰值分别为0.8056、1.7903和3.133m/s2。并采用有效应力分析有限元程序对堤坝的动点响应进行数值模拟,计算结果与模型试验结果相吻合。在此基础上研究了堤坝的加速度、变形以及下卧液化场地中的超孔隙水压力分布规律,分析了液化场地不同位置土层中的有效应力路径变化规律。研究得出,液化场地堤坝顶和坝趾在地震作用下会发生较大的沉降和侧向扩展,且随地震强度加大而增大。堤坝下卧浅层液化土的超孔隙应力比相对较小但其体积变形较大,坝顶的残余沉降可达1.4m,地震中堤坝底部土体同自由场地土体的有效应力路径和应力-应变特征不同。土工离心机试验结果同数值解析结果基本吻合。     

沉管隧道振动台模型地震反应试验研究

为研究沉管隧道在饱和砂土场地中的地震反应规律,以某超长沉管隧道为研究对象,设计了装配式柔性橡胶接头,开展了饱和砂土中的多段式沉管隧道振动台模型试验。沉管隧道模型由3节微粒混凝土管段和两节装配式柔性橡胶接头构成。试验通过孔隙水压力计、加速度计和应变片监测了地基的孔压、结构及其周围土层加速度和结构应变。试验结果表明:中小震时地基土并未液化,大震时模型表层地基土发生液化。地基土液化后,低频地震波对结构影响更大。结构与周围土体的加速度及其傅里叶谱形状吻合较好,结构加速度小于土体加速度,沉管隧道结构的地震反应受地基土的影响较大。靠近接头监测点的加速度反应更大,管段之间出现相对运动,接头是沉管隧道抗震设计的关键部位,模型结构的中墙、侧墙与结构顶板节点为此类型隧道的不利位置。试验研究成果为隧道抗震研究提供参考。     

地基液化离心机试验的数值分析及验证

地震液化数值分析方法的可靠性验证研究是开展实际工程液化安全评价的前提条件。采用基于u-p形式的Biot动力固结方程的非线性有限元程序GEODYNA,对液化试验和分析项目(LEAP)中的饱和斜坡地基离心机模型试验进行了动力弹塑性有效应力数值分析,其中土体采用改进的广义塑性模型。结果表明:数值模拟的加速度反应谱和加速度时程与试验数据基本吻合;数值模拟再现了试验中孔隙水压力的累积、发展和消散规律,并再现了循环剪切作用下土体应力路径的发展规律和土体的剪胀现象;数值模拟合理地反映了残余变形的累积发展过程,并且数值模拟得到的地基变形分布规律与试验规律相符,变形量值也基本在试验的包线内。研究成果验证了该地震液化分析方法的可靠性,可以为工程液化安全评价提供有效的数值分析方法。     

深厚覆盖层上水闸结构-地基体系动力反应特性研究

高抗震设防烈度区的水闸工程,需要采用动力设计方法进行结构设计。对于建于深厚覆盖层地基之上的大多数水闸结构,本文采用等效线性化方法,在总体动力学效应大致相当的意义上,将水闸结构-地基体系中土体非线性问题转换为线性问题进行求解。以某水闸工程为例开展对比分析研究,发现:(1)相对于弹性地基模型,考虑地基土非线性的等效线性化方法可以获得更为合理的水闸结构动力反应;(2)上部机架桥部分的动力反应要比闸墩部分高,在水闸设计过程中应当强化上部机架桥部分的结构设计;(3)对于考虑深厚覆盖层的水闸抗震问题,应当更加深入研究长周期地震动输入的影响;(4)等效线性化方法是考虑了地基土非线性动力特性,工程基础数据及经验较为丰富,也便于扩展为考虑滞回特性的完全动力非线性求解方法。     

水下盾构隧道地震液化数值分析

砂土地震液化会造成地基失效和结构受损,因此场地液化判别至关重要。国内外规范中的液化判别方法简单实用,但均存在局限性。为更准确、全面地进行场地液化判别,利用三维有限差分程序FLAC^3D,结合孟加拉卡纳普里河底盾构隧道项目,对典型钻孔位置土层的抗震液化特性进行数值分析。利用FLAC^3D中的FINN模块建立土层三维模型,在重力平衡和水压力平衡后施加合理的地震波,进行动力计算,计算模型每个单元在计算过程中的最大超孔压比,若最大超孔压比=1,则该位置土体发生液化;若最大超孔压比<1,则该位置土体不会液化。计算后,部分土体的最大超孔压比=1,其他范围土体的最大超孔压比均<1。研究表明该地区土层会发生地震液化,且不同位置处液化深度不同、液化范围也不同,该数值分析液化判别结果与规范法判别结果一致。     

论工程地质工作中的地震液化评价

地震液化对建筑物带来危害极大,因此做好地震液化评价工作,防止液化危害具有重要意义.地震液化评价工作包括初判、复判和液化等级判定三个步骤.目前最常用、最方便的为标准贯入击数法.为了更准确地评价地震液化,提出了在勘察工作中应注意的几个问题,并介绍了液化评价及处理的工程实例.     

极限平衡理论在加筋土结构设计中应用的评述

为分析加筋土结构设计目前大都采用的极限平衡理论的保守问题, 在介绍国际上若干现行规范要点的基础上, 以国内外若干工程的实测资料说明这种保守的程度。还对加筋土结构的破坏模式和稳定校核的内容作了叙述, 建议从筋材本身的安全与加筋土结构整体稳定2方面进行稳定计算, 认为复合滑动面可能是结构稳定安全系数最小的滑动面, 该滑动面可能穿过筋材并沿筋材表面滑动。目前常用的所谓“外部稳定校核”、“内部稳定校核”等分析方法, 不可能找到整个结构所有可能的滑动面。最后对加筋土结构的合理设计方法提出了建议, 认为对结构物的应力应变分析是设计的最基本、最有用的资料, 但极限状态下结构物性状也需掌握, 因此最合理的是采用有限元分析法和极限平衡分析法相结合的设计方法。     

三峡库区某库岸滑坡地震动力响应机制分析

以三峡库区某库岸滑坡为模型,进行地震作用下的动态响应分析。综合运用Geo-Studio中Quake、Seep、Slope模块,分析库岸滑坡地震作用下的动态响应。结果表明:(1)滑坡在地震作用下,出现一个类似于"鞭梢效应"的现象,上部表层振幅大于下部,且上下部存在变形不同步,整体呈现出"S"型变形迹象;(2)滑坡整体呈现出不同程度的加速度放大作用,且放大的程度和坡体地形起伏及整体坡度有关;(3)库岸前缘首先发生液化现象,随着地震的持续,液化区沿着滑面向上蔓延,而中部表层极难发生液化,最后后缘也呈现出局部液化或者微弱液化的趋势;(4)考虑超孔隙水压力、地震惯性力及强度折减后的滑坡稳定系数远小于1,滑面处平均加速度大于某一临界值时会发生不可逆塑性变形。研究所得结果为水库滑坡治理提供参考。